基于改进A * 算法的无人机快速轨迹规划方法

发布时间：2021-05-14 02:01

　　针对旋翼无人机在三维障碍物环境中自主飞行时路径搜索速度慢、轨迹生成通常忽略无人机动力学特性的问题,发展一种基于改进A^*算法并同时考虑无人机动力学特性和运动学性能的快速轨迹规划方法。首先,在三维障碍物环境中运用改进A^*算法通过剔除部分网格节点降低A^*算法的节点计算量,提升算法的路径搜索速度;其次,以最小化飞行轨迹的四阶导数作为目标函数,以路径点处的位置、速度、加速度等各阶导数作为约束条件优化飞行轨迹;最后,在三维障碍物环境中对比A^*算法改进前后的路径搜索结果,并对优化的飞行轨迹进行仿真飞行测试。结果表明:改进A^*算法大幅降低了A^*算法的节点计算量,显著提升了路径搜索速度;且无人机能够始终以较小位置误差沿优化轨迹光滑连续飞行。 

【文章来源】：飞行力学. 2020,38(02)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
0 引言
1 算法基本原理
    1.1 路径规划算法
        1.1.1 A*算法搜索原理
        1.1.2 改进A*算法
    1.2 轨迹优化算法
        1.2.1 轨迹优化函数与约束
        1.2.2 求解轨迹多项式系数
2 问题描述与动力学建模
    2.1 问题描述
    2.2 无人机动力学模型
3 仿真结果与分析
    3.1 A*算法改进前后结果对比分析
    3.2 三维轨迹规划结果分析
    3.3 仿真结果对比分析
4 结束语


【参考文献】：
期刊论文
[1]飞行器航迹规划算法综述[J]. 杜萍,杨春.  飞行力学. 2005(02)



本文编号：3185054